Zymogenbildung

Zymogenbildung bezeichnet die Herstellung und Reifung von Zymogenen, inaktiven Vorstufen von Proteinen, insbesondere von Verdauungsenzymen. Zymogene ermöglichen es Zellen, proteolytische Enzyme sicher zu speichern und zu sekretieren, ohne sich selbst zu schädigen. Typische Zymogene befinden sich in exokrinen Pankreaszellen, in Magen- und Darmschleimhäuten sowie in anderen Geweben. Nach der Synthese werden Zymogene als Vorstufen im endoplasmatischen Retikulum synthetisiert, Signalpeptide werden entfernt und sie gelangen über den Golgi-Apparat in sekretorische Granula zur Speicherung.

Die Aktivierung von Zymogenen erfolgt außerhalb der Zelle, meist im Lumen des Verdauungstrakts oder im Blutkreislauf. Ein bekanntes Beispiel ist Trypsinogen, das durch das Enzym Enteropeptidase (Enterokinase) in der Dünndarmschleimhaut zu Trypsin aktiviert wird. Trypsin fungiert als Masteraktivator und proteolytisch weitere Zymogene wie Chymotrypsinogen, Procarboxypeptidase und Proelastase zu aktiven Enzymen. Die Regulation erfolgt durch Inhibitoren und kontrollierte Bedingungen, um eine unerwünschte Autolyse zu verhindern.

Zymogenbildung ist entscheidend für eine sichere und koordinierte Proteolyse. Störungen im Zymogen-Stadium oder eine vorzeitige Aktivierung, wie sie bei Pankreatitis auftreten kann, führen zu Gewebeschäden. Neben der Verdauung gibt es auch außerhalb des Verdauungstrakts wichtige Zymogene in der Blutgerinnungskaskade (z. B. Prothrombin, Plasminogen), die ebenfalls durch schrittweise Aktivierung in Funktionsenzyme überführt werden.